CN104262895A

CN104262895A - 一种含粉煤灰的塑料及其制造方法

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Publication number: CN104262895A
Application number: CN201410570086.1A
Authority: CN
Inventors: 侯新明; 畅吉庆
Original assignee: SHANDONG LONGHAO MACHINERY Co Ltd
Current assignee: SHANDONG LONGHAO MACHINERY Co Ltd
Priority date: 2014-10-23
Filing date: 2014-10-23
Publication date: 2015-01-07

Abstract

本发明涉及塑料制作领域，特别涉及利用粉煤灰提高ABS塑料韧性、强度性及其制作方法。一种含粉煤灰的塑料，该塑料组分包括ABS塑料、粉煤灰、塑料添加剂，所述ABS塑料与粉煤灰的重量比为5:4。制作含粉煤灰的塑料，按照如下的步骤进行：步骤一、将ABS塑料、粉煤灰、塑料添加剂混合进行混合料，获得一次产物；步骤二、对一次产物进行混塑炼挤出造粒获得二次产物。本发明不仅对粉煤灰进行了回收利用，而且提高了ABS塑料的韧性和强度性，替代了ABS塑料中增韧、增强填料，有着很大的经济效益。

Description

一种含粉煤灰的塑料及其制造方法

技术领域

本发明涉及塑料制作领域，特别涉及利用粉煤灰提高ABS塑料韧性、强度性及其制作方法。

背景技术

粉煤灰是火力发电厂煤粉锅炉排出的一种工业废渣，是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的粉末，其是电厂排出的主要固体废物。中国以煤为主要能源，电力的76%是由煤炭产生的，每年用煤4亿多吨，占全国原煤产量的1/3，因此，粉煤灰是我国当前排量较大的工业废渣之一。2005年粉煤灰排量达到1.6吨，成为世界最大的排废国，若大量的粉煤灰不加处理，就会产生扬尘，污染大气，对人体和生物造成危害，并占用大量的土地，因此如何回收利用粉煤灰已成为当前的研究热点。ASB塑料一般造价较高，并且韧性、强度性不高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：如何增强利用粉煤灰增强ASB塑料韧性、强度性。

本发明所采用的技术方案是：一种含粉煤灰的塑料，该塑料组分包括ABS塑料、粉煤灰、塑料添加剂，所述ABS塑料与粉煤灰的重量比为5:4。

作为一种优选方式：所述塑料添加剂包括偶联剂、硬脂酸、热稳定剂、石蜡、PE蜡、增塑剂，增塑剂可以选用邻苯二甲酸二辛脂简称即DOP增塑剂，偶联剂可以选用乙烯基三甲基简称即A-172偶联剂，热稳定剂可以选用稀土稳定剂如XT－1、XT－2、XT－3稀土稳定剂。

作为一种优选方式：所述ABS塑料、偶联剂、硬脂酸、热稳定剂、石蜡、PE蜡、增塑剂的重量比为100：0.98~1.02：0.59~0.61：2-3：3：1~2.02：4。

制作含粉煤灰的塑料，于按照如下的步骤进行：

步骤一、将ABS塑料、粉煤灰、塑料添加剂混合进行混合料，获得一次产物；

步骤二、对一次产物进行混塑炼挤出造粒获得二次产物。

作为一种优选方式：步骤一中的混合料温度为75-95℃，步骤二中的混塑炼挤出造粒温度为170-195℃。

本发明的有益效果是：本发明不仅对粉煤灰进行了回收利用，而且提高了ABS塑料的韧性和强度性，替代了ABS塑料中增韧、增强填料，有着很大的经济效益，同时粉煤灰还可以提高ABS塑料断裂伸长率和抗拉强度，粉煤灰与ABS塑料混合后的伸长率、抗张强度好于高岭土、滑石粉材料的结构。

附图说明

图1示出了本发明实施例中粉煤灰在15999X下的扫描电镜图；

图2示出了本发明实施例中粉煤灰在7999X下的扫描电镜；

图3示出了本发明实施例中含粉煤灰的塑料的制备方法的流程图。

具体实施方式

实施例一

本实施例提供了粉煤灰的一种新用途—提高半导电性的用途，其具体应用方法为：在制备ABS塑料母料的过程中，在混合、挤出中加入粉煤灰。其中，按重量计，每100份ABS塑料添加80份粉煤灰。

凭借以上增韧增强性能，粉煤灰可以替代塑料中的无机填料，从而为粉煤灰的回收利用提供了一个全新的方向。另外，经试验证明，除了提高韧性强度性外，粉煤灰还可以提高的断裂伸长率和抗拉强度，粉煤灰与塑料混合挤出后母料的伸长率，抗张强度高于专用无机材料结构；而且粉煤灰比专用无机材料价格低的多，有很大的市场优势。

经检测，如表1所示，粉煤灰的主要成分是硅、铝、铁、钙、镁、钠、的氧化物，具有潜在的化学活性。由于粉煤灰是微细粒，细度达到3500目、最大颗粒为6μm，且在高温过程中形成玻璃珠，因此粉煤灰颗粒多成球形，再经过破碎分级，经扫描电镜分析结果为较规择的片状结构，优于专用无机材料结构，片状结构的性质具备了应用于高分子材料的条件。粉煤灰在扫描电镜下的结构如图1至2所示（图1为放大15999X的结果，图2为放大7999X的结果，图片显示粉煤灰为硅酸盐片状结构，较规则状，有极高的活性和吸附性，与高分子有很好的相容性，具备了高岭土的特性。

表1 粉煤灰的化学组成

上文中将粉煤灰的绝缘用途可以用于制备多种型号的塑料专用材料。

实施例二

在以上基础上，本实施例提供了一种含粉煤灰的ABS塑料母料，其由ABS塑料、粉煤灰和塑料添加剂组成；其中，按重量计，每100份ABS塑料添加80份粉煤灰。

这种添加了粉煤灰的ABS塑料韧性、断裂伸长率和抗拉强度都有明显提高，可以应用于ABS塑料材料板、特种芯片固定盘材料中、耳机、耳塞、电脑外壳、汽车仪表盘、。其中塑料添加剂可以采用以下中的一种或多种：增塑剂（增加塑料塑化名称=邻苯二甲酸二辛脂-DOP）、PE蜡内、外润活剂，偶联剂（塑料的粘接剂、提高塑料和其它材料的粘接力、三甲基乙烯基A-172）、硬脂酸（润活剂和稳定剂）、石蜡是润滑剂名称固体石蜡58⁰，热稳定剂(增加塑料耐热、老化)。

实施例三

在实施例二的基础上作优选改进，得到性能更优异的含粉煤灰的增韧增强塑料，其由以下成分组成：

按重量计，ABS塑料100份，粉煤灰80份，增塑剂4份，PE蜡1-2、02份，偶联剂 0.98-1.02份，硬脂酸0.59-0.61份，石蜡3份。

以上配方中的各成分份数范围内都为专利保护中。

实施例四至十为更清楚地描述本发明，下文提供了实施例四至十（如表2）。

表二

实施例十一

上文实施例提及的含粉煤灰的塑料均可以采用本实施例的制备方法，如图3所示，其包括下列步骤：

步骤一：将ABS塑料和粉煤灰助剂混合，得到一次混合的产物。

步骤二：向一次混合料的产物经过塑炼热挤出母料，得到最终产物。

当 ABS塑料添加剂由增塑剂、PE蜡、热稳定剂、偶联剂、硬脂酸和石蜡组成时，上述步骤一的详细工序可采用以下方式：

第一步：向一次混合塑料的产物中加入偶联剂、硬脂酸、热稳定剂、石蜡、PE蜡、增塑剂后混合，得到一次混合的产物。

第二步：向二次混合的产物经过塑化挤出造粒，得到最终产物。

上述制备方法中的各工序还可以进一步改进，例如：

步骤一中的混合温度为75-95℃；步骤二中的塑化挤出温度170-195℃。

实施例十二

上文实施例提及的含粉煤灰的ABS塑料还可以采用本实施例优选的制备方法，其包括：

步骤一：先将塑料和粉煤灰经过混合机混合（混合机温度75-95℃）8min，后加入增塑剂、PE蜡、热稳定剂、硬脂酸、偶联剂混炼（即在混合机中混合）5min，再加粉煤灰一半和石蜡，再混合6min，即完成混合。

进一步混合相溶，得到终产物。

在步骤二工艺双螺杆挤出母料为最终产物。

另外，在添加粉煤灰之前，还可以对粉煤灰作预处理，以提高橡胶的质量和性能。例如，先将粉煤灰表面改性处理由亲水性改变为疏水性：粉煤灰是亲水性粉末，和塑料相容较差，将粉煤灰改性为表面疏水性（即改性为亲油性材料），使其和橡胶有更好的相容性，提高塑料的使用性能和使用效果。

实施例十三

本发明的ABS塑料与其它塑料填加量性能对比试验

将本发明的含粉煤灰的ABS塑料与含有其它无机填料的塑料做对比，检测这些塑料的厚度、抗拉强度、断裂伸长率，结果如表3所示。其中，塑料的名称以“ABS增韧增强填料的名称”代替，除粉煤灰外，每种塑料所用的添加剂均相同（均采用实施例五的配比），制备方法相同，混合挤出条件相同。以ABS塑料+粉煤灰为例，其按照实施例五的配方制备，而其余塑料均是将“ABS塑料+粉煤灰”塑料中的粉煤灰替换（例如，将粉煤灰替换为高岭土、滑石粉、炭黑等）。

表3 本发明的ABS母料配方的粉煤灰填加量可比性能指标

由表3结果可知，本发明的含粉煤灰的ABS塑料的强度和伸长都超过高岭土、滑石粉、炭黑材料、配方母料的指标，并且强度和断裂伸长率都高于用其它的配方的塑料材料。粉煤灰于与塑料配方中最优异的性能是伸长率、强度比其它材料表现的优异性能同等。在黑色塑料配方中比其它材料大幅度降低材料成本。

总之，与传统技术中制成的塑料母料相比其它材料配比的配方材料，本发明的ABS塑料母料具有以下优势：1、强度优异和断裂伸长率的提高；2、资源优势：粉煤灰属资源废物综合利用；3、价格优势:其它无机材料 4500-12000元/吨，粉煤灰综合加工后750-1050元/吨。大幅度降低ABS塑料母料的成本。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种含粉煤灰的塑料，其特征在于：该塑料组分包括ABS塑料、粉煤灰、塑料添加剂，所述ABS塑料与粉煤灰的重量比为5:4。

2.根据权利要求1所述的一种含粉煤灰的塑料，其特征在于：所述塑料添加剂包括偶联剂、硬脂酸、热稳定剂、石蜡、PE蜡、增塑剂。

3.根据权利要求2述的一种含粉煤灰的塑料，其特征在于：所述ABS塑料、偶联剂、硬脂酸、热稳定剂、石蜡、PE蜡、增塑剂的重量比为100：0.98~1.02：0.59~0.61：2-3：3：1~2.02：4。

4.一种制作权利要求1所述的含粉煤灰的塑料，其特征在于按照如下的步骤进行：

步骤二、对一次产物进行混塑炼挤出造粒获得二次产物。

5.根据权利要求4所述的一种制作权利要求1所述的含粉煤灰的塑料，其特征在于：步骤一中的混合料温度为75-95℃，步骤二中的混塑炼挤出造粒温度为170-195℃。